用于排气处理部件的可调节安装件的制作方法

本发明涉及一种用于可调节地将排气处理系统的部件安装在例如内燃机上的系统。

背景技术：

排气处理部件可以包括例如颗粒过滤器、催化转换器，以及其他元件，排气在被排放到大气中之前被布置为流过这些元件。这样的部件通常包括通常被称为罐的大致圆柱形的壳体，其形成用于排气的流动路径。多孔陶瓷或其它过滤材料的块可布置在壳体中，当组件运动时，例如当附接到车辆发动机时，多孔陶瓷或其它过滤材料的块可被向内压缩以将块保持在位置中，并在块周围形成密封，使得排气被迫沿壳体的长度轴线流过块。

即使当在高度可重复的条件下生产时，这种块通常具有可变的尺寸，并且因此有必要将壳体压缩到不确定的直径以适合定位在壳体内的块的确切尺寸。因此，相应壳体的外部尺寸可以在几毫米的范围内变化。

该壳体将通常包括入口连接和出口连接，该入口连接和出口连接可以连接至该排气处理系统的上游部件和下游部件。例如，在壳体安装在内燃机上的情况下，入口连接可以连接到涡轮增压器的出口，并且出口连接到另一个类似的下游处理部件。

由于发动机和其他部件规格可以从一个发动机构造到另一个发动机构造而变化，并且由于另外发动机和排气处理系统的每个部件都受到制造公差的影响，因此经常需要使用柔性的或可调节的流体连接器，以便在相邻部件之间实现气密密封和压力密封，同时在部件固定在发动机上的适当位置时补偿部件之间的轻微未对准。然而，这种连接器增加了组件的成本和整体尺寸。

已知提供一种可调节的安装件，使得每个部件的位置可以变化以正确地对准入口和出口连接。

例如kr200393143y1公开了一种用于排气处理部件的安装系统，该安装系统包括固定的竖直支架和从该支架水平延伸的臂。该臂沿着该支架的竖直方向是位置可调节的。用于排气部件的夹具连接到臂并且沿着臂的水平方向在位置上可调节。

us9347362b2公开了一种用于排气处理部件的安装系统，包括两个或更多个可独立拆卸的支架，每个支架具有安装带。该部件通过这些带被固定到这些支架上。

然而，在不使用柔性的或可调节的流体连接器的情况下，经常难以实现排气系统部件之间的令人满意的流体连接，特别是当它们展现出实质性的尺寸公差时，即使这些部件是使用可调节的安装系统来安装时。

技术实现要素：

在第一方面，本发明提出了一种组件，并且在第二方面提出了一种如权利要求中所限定的安装支架。

组件和安装支架用于将排气处理系统的部件安装到支撑表面。

在该第一方面中，该组件包括支架，该支架与至少两个支架以及至少两个支架固定件一起可附接至该支撑表面上。该安装件限定了沿着该安装件的长度轴线间隔开的至少两个基本上平行的安装表面，每个安装表面在基本上垂直于该长度轴线的相应调节平面中延伸。在使用中，每个支架在使用取向上被布置为使得该支架的夹持表面与相应一个安装表面处于相对关系。这些支架被配置为用于在该部件沿着该长度轴线延伸的使用位置中将该部件附接至所有支架上。每个支架在其使用取向上是可独立调节的以限定选定的夹持位置，该选定的夹持位置在相应调节平面中的任何方向上都是可变的。每个支架固定件可操作以将相应支架的夹持表面与相对的安装表面可操作地接合，以在选定的夹持位置中将支架固定到安装件。

每个支架固定件可以被布置为当该部件在其使用位置中被附接到所有支架上时是可触及的并且可操作的。

在该第二方面中，当在穿过该支架的一个参考平面中考虑时，该安装支架包括两个弯曲的接触表面，这些接触表面被布置为用于在其使用位置中接合该部件的弯曲的外表面。每个接触表面限定以半径与相应中心点间隔开的相应圆的圆弧，相应圆的中心点在参考平面中间隔开，使得每个圆弧包含在另一个相应圆弧的圆内。

根据本发明的第二方面的安装支架中的两个或更多个安装支架可以形成本发明的第一方面的组件的一部分，在这种情况下，参考平面将基本上平行于相应调节平面。在本发明的第二方面中，该安装支架还可以在其他应用中用于将排气处理系统的部件直接地安装到支撑表面上。在本发明的第一方面中，这些支架可以被布置为没有弯曲的接触表面以适合该部件的形状。

在实施例中，每个相应圆的半径可以是另一个相应圆的半径的95％至105％，中心点可选地以不小于每个圆的半径的8％且不大于每个圆的半径的13％的距离间隔开。

在多个实施例中，当在该参考平面中考虑时，接触表面可以形成由开口侧界定的凹部的相对侧，在使用中该部件可以通过该开口侧被引入该凹部中，该开口侧被限定为两个接触表面终止的直线，其中中心点沿着与该开口侧共线或基本上平行的直参考线间隔开。该参考线可以相对于该开口侧被布置在该凹部的外部。参考线和开口侧可以间隔开不大于每个圆的半径的4％的距离。

附图说明

另外的特征和优点将从以下说明性实施例变得明显，这些说明性实施例现在将仅通过示例并且不限于权利要求的范围并且参考附图进行描述，其中：

图1是排气处理系统的部件的正视图；

图2示出了组件中处于其使用位置的部件；

图3是图2的组件的端视图，示出了安装件如何附接到支撑表面上；

图4是安装件的端视图，其中部件在如图3所示的使用位置中附接至两个支架上，但部件在图2的iv-iv处截取；

图5是安装件的正视图；

图6是安装件的端视图；

图7是在图5的vii-vii处穿过安装件的截面；

图8和图9分别是一个安装支架(以下简称为支架)的左、右侧视图；图10和图11分别是支架的前视图和后视图；

图12和图13是相应于图4的视图，但是其中支架固定件被移除以示出具有在其使用位置中附接的部件的支架如何可以在调节平面中在分别在两个图中示出的不同夹持位置之间移动；

图14是支架的另一个左侧视图，示出了在参考平面中的两个弯曲的接触表面的几何形状；

图15和图18是该支架的左侧视图，其中内同心圆和外同心圆表示该部件在该参考平面中在其尺寸变化范围的末端处的最大直径和最小直径，其中：

图15示出了当由实心圆表示的其直径处于该范围的最小端时部件的使用位置，虚线圆表示用于比较的最大直径；和

图18示出了当由实心圆表示的其直径处于该范围的最大端时部件的使用位置，虚线圆表示用于比较的最小直径；

图16和图17分别是图15的上接触表面和下接触表面的放大局部视图；和

图19和图20分别是图18的上和下接触表面的放大局部视图。

在多于一个附图中出现的参考数字和符号表示它们中的每一个中的相同或相应部分。

具体实施方式

参见图1-4，作为示例，排气处理系统的部件1可以包括一个总体上圆柱形的壳体2，该壳体在其轴向末端处由多个端盖3、4封闭并且具有两个直径减小的部分5，这两个部分沿其长度串联布置。两个圆柱形的、可渗透的陶瓷材料块6(其中之一可以在图3的截面中看到)可以被压缩固定，每个块在可压缩材料层7内，例如在两个部分5中的相应一个部分中的针垫，以起到例如颗粒过滤器、催化转换器、选择性催化还原器或其他排气处理阶段的作用。由于每个块6将典型地在直径上变化，即使在相同批次中在相同条件下制造的不同块之间，壳体的每个部分5可以向内压缩或模锻到略微不同的直径，该直径被选择为对应于包含在其中的单个块6的实际直径。类似地，几个明显相同的部件1中的每一个可以具有不同直径的部分5。

在示出的示例中，入口8连接到左侧端盖3并且出口9连接到右侧端盖4，使得壳体限定流动路径，排气可以经由该流动路径从入口8流动通过块6并且通过出口9流出。两个安装带10分别焊接到壳体的直径减小部分5的外表面5′或5″上。

在使用中，部件1通过包括安装件20、两个支架40和两个支架固定件60的组件安装到支撑表面11，例如，内燃机的发动机缸体或气缸盖的表面。在其如图2、3和4所示的使用位置中，入口8可以连接到排气供应源，例如，排气从发动机流过的涡轮增压器12的出口，以及连接到下游部件13(例如另一个排气处理级或排放管)的出口，以形成排气处理系统的一部分。

还参见图5-7，安装件20可以包括钢底盘，该钢底盘具有用于将其附接到支撑表面11上的固定件的安装孔21。该底架被挤压以形成凸缘26，该凸缘限定了第一对上安装表面22和下安装表面23以及第二对上安装表面24和下安装表面25，每对安装表面在相应公共调节平面p1、p2中延伸，该公共调节平面p1、p2基本上垂直于(即正交于)该安装件的标称长度轴线x1。这两对安装表面(因此还有这两个调节平面)被布置为基本上平行并且沿着长度轴线x1间隔开。

该长度轴线x1在安装表面之间在总体方向上延伸并且因此在使用中在支架40之间，部件1通过该支架在其使用位置中附接至该安装件上。当然应当理解，该安装件可以具有与其预期使用情况一致的任何形状，例如，以适合不同的发动机配置。实际上，只要安装表面允许调节两个支架以将部件固定在其使用位置，与精确的平行度或垂直度的小偏差是可接受的，如下面进一步描述的。

在所示的示例中，两对安装表面以相对面对的关系布置，尽管它们可选地面向相同的方向或彼此背离。每个安装表面具有由短的圆柱形套环28围绕的相应固定孔27，该圆柱形套环28远离相应凸缘26的相对侧上的安装表面延伸。

每个支架40可附接至支撑表面11(在所示实施例中，经由安装件的压制钢底盘)并且被配置为用于在部件的使用位置中将部件1附接至支架，如现在将描述的。

现在参见图8-11，每个支架40成形为当部件在其所示的使用位置附接到支架时支撑部件1。每个支架可以基本上由金属铸件或锻件组成，限定具有形成为机加工表面的两个弯曲的接触表面41、42的凹部45，尽管如果需要可以以不同的方式制造。在凹部的任一侧上的支架的两端设置有螺纹固定孔46以接收部件固定件62，安装带10可通过所述部件固定件62固定到支架以在其使用位置抵靠弯曲的接触表面41、42夹持部件1，如下文进一步描述。

在所示实施例中，支架40是相同的，每个支架关于穿过支架的中心参考平面p3对称。支架的相对的平坦侧限定了夹持表面43，夹持表面43分别位于两个共同的夹持平面p4中，夹持平面p4在支架的每一侧上平行于参考平面p3延伸。方便地，这允许支架用在安装件20的任一侧上，尽管如果优选的话，可以仅提供一个夹持表面或夹持平面。每个夹持表面43设置有固定孔44以接收支架固定件60。在所示实施例中，支架固定件60是带螺纹的螺钉或螺栓，固定孔44是光滑的或带螺纹的以接合螺钉，当然如果优选，也可以使用其它固定件。

参见图3，部件1的使用位置可以通过其与排气处理系统的上游部件12和下游部件13的流体连接而刚性地约束，同时安装件20的位置也通过其与支撑表面11的连接而固定。为了补偿相应部件的位置和尺寸的微小变化，可以调节每个支架的位置以符合现在将描述的部件1的不确定使用位置。

可选地，当部件1在其使用位置连接到所有支架40时，每个支架固定件60可以布置为是可触及的并且可操作的。在所展示的实施例中，这通过套环28来促进，这些套环将支架固定件60的头部的位置延伸离开该安装件的相应凸缘26，这样使得它在其使用位置中更容易通过插入在部件1的端盖3或4后面的短工具来触及，如在图3中最佳所示。

在组装过程中，每个支架被布置在使用取向上，如图2、3和4以及图12和13所示，其相应一个或一对夹持表面43与相应一个或一对安装表面22、23或24、25处于基本上平行的、相对的关系，因此，参考平面p3基本上平行于相应调节平面p1或p2。在它们的使用取向中，两个支架40被配置为用于在其使用位置中将部件1附接到所有支架上，如所示出的，在该使用位置中，部件1沿着安装件的长度轴线x1延伸。

在一个可能的组装过程中，安装件20可以被固定到支撑表面11上并且支架固定件60被接合但保持松弛以将支架40保持在它们的使用取向中，其中夹持表面43与相应安装表面处于平行相对关系。

部件1然后可定位在支架的凹部45中并流体连接到限定其使用位置的上游和下游排气系统部件12、13。

接下来，部件1可以通过穿过其安装带10的端部进入支架端部中的固定孔46中的部件固定件62附接并刚性夹持到支架。当部件固定件62被拉紧时，它们使每个支架40在其夹持表面43的平面内滑动地移动到其最终夹持位置。

参见图12和13，可以看出，固定孔27和套环28具有比固定孔44和支架固定件60更大的直径，使得在其使用取向中，通过在套环28和固定孔27内移动固定孔44和支架固定件60的位置以限定所选择的夹持位置，每个支架可独立于其它相应支架而调节。如图12和图13的不同夹持位置所示，夹持位置在相应调节平面p1或p2中的任何方向上都是可变的。

最后，每个支架固定件60可被操作(例如，拧紧)以将相应支架40的夹持表面43与相应相对的安装表面22、23、24或25可操作地接合，以将支架在安装表面上的选定夹持位置中固定到安装件20。

支架固定件60可以在张力下起作用以在夹持表面43与安装表面之间获得足够的摩擦，从而例如当安装在车辆上时限制部件1抵抗动态力的移动。夹持表面43可以直接接合相应安装表面，或者可以通过合适的片材等与安装表面间隔开，例如，以增加面对表面之间的摩擦。

现在参见图14，弯曲的接触表面41、42被布置为用于在其使用位置中接合部件1的弯曲的(典型地，圆柱形的)外表面。当在所示的参考平面p3中考虑时，每个接触表面41、42限定相应圆c1、c2的圆弧，所述圆c1、c2与相应中心点f1、f2间隔有半径r1、r2。各圆弧c1、c2的中心点f1、f2在参考平面p3内隔开，使得各圆弧包含在另一个相应圆弧的圆内；因此，由圆c1限定的圆弧41被包含在限定圆弧42的圆c2内，并且由圆c2限定的圆弧42被包含在限定圆弧41的圆c1内。

每个圆的半径r1、r2可以选择为稍微大于在其使用位置中夹持在弯曲表面41、42上的部件1的弯曲表面的半径。

参照图15-20，可以发现，即使在部件的直径是可变的情况下，例如，由于用于将陶瓷块安装在壳体内的典型装配过程，这种几何配置也允许弯曲的接触表面在其使用位置接触部件1的弯曲表面的主要部分。

图15-17示出了在其直径公差范围的下端的部件1的弯曲表面5′如何与朝向凹部45的内侧的每个弯曲的接触表面41、42接合，而图18-20示出了在其直径公差范围的上端的部件1的弯曲表面5″如何与朝向凹槽45的外侧的每个弯曲的接触表面41、42接合。

因此，弯曲的接触表面的配置适应了部件直径的变化，而在所示的每个极端情况之间部件的使用位置具有相对小的差异。实际上，安装带10的端部可以足够柔性以适应部件的使用位置的小变化，同时有效地将部件夹持到接触表面。

再次参见图14，如图所示，优选地，每个相应圆的半径r1、r2为另一个相应圆的半径的95％至105％，并且最优选地，半径r1、r2相等。进一步优选地，相应中心点f1、f2可以间隔开距离d1，该距离d1不小于每个圆的半径r1、r2的8％并且不大于13％，例如，也如图14中所示的约10％-11％。当以这种方式配置时，发现接触表面特别紧密地符合比圆c1、c2的直径小的可变直径的部件壳体的圆柱曲率。

再次参见图14，可以看出，当在参考平面p3中考虑时，接触表面41、42形成凹部45的相对侧，该凹部由开口侧界定，在使用中部件1可以通过该开口侧引入凹部中。开口侧可以被限定为两个接触表面41、42终止的直线l1。优选地，如图所示，中心点f1、f2沿着与开口侧l1共线或基本平行的直参考线l2间隔开。

优选地，参考线l2相对于开口侧l1布置在凹部45的外部，如图所示。在这种情况下，进一步优选地，参考线l2和开口侧l1可以间隔开距离d2，距离d2不大于圆c1、c2中的每一个的半径r1、r2的4％，如所示。最优选地，参考线l2与开口侧l1之间的距离d2可以是圆c1、c2中的每一个的半径r1、r2的约2.5％-3.5％。

同样，当以这种方式配置时，发现接触表面特别紧密地符合比圆c1、c2的直径小的可变直径的部件壳体的圆柱曲率。

工业实用性

该新颖的组件可以用于将排气处理部件附接到支撑表面上，例如，在发动机上或在另一种使用情况下，在使用位置中，该使用位置是由其与该排气处理系统的上游和下游部件的流体连接而不是由安装件或支架的预定固定位置来确定的。支架的配置使得易于在调节平面p1、p2中在任何所需方向上调节支架以符合部件的使用位置。这些支架然后可以被夹持到这些安装表面上以便将该部件抵抗在使用中可能经历的动态力固定在其使用位置中。

支架适应该壳体的接触表面5’、5”的尺寸变化，这样使得该部件在其表面积的大部分上以该壳体的最小挠曲被支撑，与其在其尺寸公差范围内的实际直径无关，并且该部件的使用位置几乎没有差异。

当在该新颖的组件中使用这些支架时，即使在支架中的部件1的使用位置在其尺寸公差范围的每个末端处的微小差异也可以通过支架相对于该安装件的移动来适应，如在该排气处理组件和支撑表面的其余部件的尺寸和位置上的其他变化一样。

最后，通过使每个支架的夹持位置在调节平面中沿任何所需方向移动，同时支架在其使用取向松弛地连接到安装表面，并且通过使得能够在将部件1布置在其使用位置中之后将每个支架固定在其最终夹紧位置中，能够安装完整的组件，而不测量或预先确定支架位置，支架位置简单地通过将部件1附接到支架来限定。因为每个支架是可独立调节的，所以部件的使用位置可以在由其使用环境规定的多个方向上在平移和旋转上变化，使得可以使用刚性流体连接而不是更庞大、柔性的流体连接。

总之，排气处理部件可以安装在支架中，每个支架具有夹持表面，该夹持表面在使用取向上被布置为与固定安装件的相应安装表面平行，安装表面限定了沿着该安装件的长度轴线间隔开的调节平面。每个支架可以在其使用取向上独立地调节以在调节平面中限定可变夹持位置。在另一方面，该部件可以安装在一个或多个支架中，每个支架包括弯曲的接触表面，每个表面由相应圆的圆弧限定，每个圆弧包含在另一个相应圆弧的圆内。该部件可以被夹持到该支架上而与其直径无关。这些支架可以被组装到该安装件上以便将不确定直径的部件安装在不确定安装位置中，该不确定安装位置在多个方向上在旋转和平移两者上是可变的。

在可选实施例中，组件可以包括多于两个的支架和安装表面。安装表面不需要成对设置；每个安装表面可以具有替代的固定布置，例如，单个孔、多于两个的孔，或与支架固定件协作的任何合适的表面。夹持表面和安装表面可以被涂覆或纹理化，例如锯齿状或滚花，以提供增强的摩擦连接。代替一个或多个螺纹紧固件，每个支架固定件可包括一个或多个夹具或用于使支架与相应安装表面接合的任何其它合适的布置。代替固定孔46，支架可以具有任何合适的形状或特征以便于将部件1附接在其使用位置中。

支架可以具有在权利要求的范围内的任何合适的形状。在支架在没有安装件的情况下使用的实施例中，支架可配置有任何合适的安装孔、凸缘或其它表面或特征，以促进支架直接或间接附接到支撑表面。

在权利要求的范围内，许多其它可能的修改是可能的。

在权利要求中，在括号中提供参考符号和数字以便于参考，并且不应解释为限制特征。